La FIA reveló a última hora de la jornada del viernes que el coche de Hamilton montaría una caja de cambios nueva desde los libres del sábado por la mañana.
Con este cambio, antes de que se cumplan los seis eventos obligatorios, el inglés será retrasado en la parrilla.
Su compañero de equipo Valtteri Bottas también tiene una nueva caja de cambios, pero como ya cumplió la penalización en Australia después de su accidente en clasificación, se le permite el cambio para la carrera de este fin de semana.
Hamilton llegó al Gran Premio de Bahrein ansioso por tomarse revancha de la derrota en Australia, cuando Sebastian Vettel fue capaz de vencerle aprovechando a una parada en boxes en el momento oportuno en que apareció el coche de seguridad virtual.
Pero después de un viernes en el que parecía que Ferrari tiene ventaja en términos de ritmo, las noticias de la penalización de la caja de cambios dejan al campeón mundial enfrentándose a un desafío aún mayor para no perder más terreno en la clasificación del campeonato.
El director técnico de Mercedes, James Allison, admitió después de los libres que el equipo no estaba tan cómodo con su rendimiento como lo había estado en la primera cita de la temporada en Melbourne.
"A pesar de que no tuvimos problemas de fiabilidad y cumplimos nuestro programa como se esperaba, no fue nuestro mejor día desde el punto de vista del rendimiento", dijo.
"Tenemos que hacer más durante la noche y en la sesión de mañana para conseguir un coche que nos permita pelear en la clasificación y el domingo. La base está bien, pero aún no hemos encontrado la ventaja que tuvimos en Melbourne".